×
Jan 13,2026
A szálas lézeres jelölőrendszerek 1064 nm-es infravörös hullámhosszal működnek, amely jól kötődik az elektromosan vezető fémekhez a hőelnyelési tulajdonságai miatt. Amikor ezek a szabad elektronok a fémes anyagokban megkaparintják az energiát, gyorsan hővé alakítják azt. Ez olyan irányított felületi változásokat eredményez, amelyeket oxidációs hatásként látunk, különösen rozsdamentes acélnál, ahol sötét oxidréteg képződik az edzési folyamat során. Ennek a módszernek az egyik nagy előnye, hogy nem károsítja az alapanyag szerkezetét. A korrózióállóság is sértetlen marad, ami gyártók számára különösen fontos. Emellett a jelölési sebesség akár körülbelül 30%-kal is gyorsabb lehet a hagyományos UV-lézerekhez képest olyan fémek esetén, mint a titán és az alumíniumötvözetek. Olyan alkatrészeknél, amelyek repülőgépmotorokban, sebészeti eszközökben vagy autómotor-alkatrészekben használatosak, ahol a meghibásodás kizárt, ezek az erős, jól látható jelölések döntő jelentőségűek a minőségellenőrzési és nyomonkövethetőségi követelmények tekintetében.
A fémek a 355 nm-es hullámhosszon több mint 80%-os visszaverődést mutatnak, különösen a réz és a polírozott alumínium felületek. Ez a magas visszaverődés jelentősen korlátozza a fény abszorpcióját és hővé alakítását. A műanyagoknál jól működő hideg jelölési folyamat nem vált ki elegendő oxidképződést ezeknél a vezető anyagoknál. Amikor a gyártók növelik a teljesítményt vagy többszöri átfutással próbálják megkerülni ezt, apró repedések, torzulások és inkonzisztens jelölések keletkezhetnek különböző alkatrészek között. Ezek miatt az alapvető fizikai korlátok miatt az UV lézerek egyszerűen nem gazdaságosak a legtöbb ipari fémjelölési feladatnál, ahol a gyártási sebesség számít, kötegeltével ismétlődő konzisztenciára van szükség, és a jelöléseknek ellen kell állniuk a mindennapi kopásnak és igénybevételnek.
A szálas lézerek vezetőképes fémeket jelölhetnek hagyományos UV-rendszerekhez képest háromszor gyorsabban. Például körülbelül 700 mm/s sebességgel dolgoznak rozsdamentes acélon, míg az UV-rendszerek mindössze 250 mm/s-nál bírkóznak. Ez a javulás a 1064 nm hullámhosszú fotonok jobb abszorpciójának köszönhető. Az ISO/IEC 15415 szabványnak megfelelő tesztek azt mutatják, hogy ezek a lézerek tiszta, olvasható jeleket hoznak létre különféle felületeken – íveken és textúrákon is – anélkül, hogy anyagot távolítanának el. Űrrepülési minőségű titánon végzett vizsgálatok során a szálas lézerrel készült jelölések sópermet teszt után is körülbelül 95%-os láthatóságot megtartanak, míg az UV-jelölésű alkatrészek csupán 62%-ra csökkennek. Ezek a szálas rendszerek anodizált alumíniumon is folyamatosan elérnek 0,2 mm-es karakterfelbontást, és több ezer hőmérsékleti és mechanikai terhelési cikluson keresztül megtartják a 90%-nál nagyobb kontrasztstabilitást eszközacélon. Az UV-technológia nehézségekbe ütközik a magas visszaverődés miatt, amely többszöri áthaladást igényel, hőhatásos területeket és elmosódott éleket hozva létre. Ez különösen problémás rézötvözetek esetén válik látványossá, ahol a visszaverődési arány gyakran meghaladja a 80%-ot, így a minőségellenőrzés sokkal nehezebbé válik.
A szálas lézeres lemelegítés megváltoztatja a felületi kristályok elrendeződését 500 és 900 °C között anélkül, hogy anyagot távolítana el az alkatrészből. Ez a folyamat sértetlenül hagyja az alatta lévő anyagot, és jó fáradási tulajdonságokat is megtart. Külső vizsgálatok szerint, amikor a 316L rozsdamentes acélon ezt a kezelést alkalmazzák, az eredeti fáradásállóság körülbelül 98%-át megőrzi. A UV-abláción alapuló kezelésnek alávetett minták esetében azonban más a helyzet: ezeknél körülbelül 18%-os szilárdsáscsökkenés figyelhető meg, mivel a szerkezetükben apró repedések alakulnak ki – ezt tavaly megjelent kutatás támasztja alá a Surface Engineering Journal című folyóiratban. Ezek a mikroszkopikus repedések pitvaros korrózió kiindulópontjaivá válnak, különösen akkor, ha az alkatrészek hosszú ideig tartó állandó terhelésnek vannak kitéve – ami különösen fontos például az emberi testbe beültetett orvosi eszközök vagy tengeri körülmények között használt berendezések esetében. A szálas lézerrel jelölt rozsdamentes acélon megmarad a védő hatású króm-oxid réteg, így több mint 1000 órán keresztül ellenáll a sóköd teszteknek színváltozás nélkül. Az UV-ablációval? Nos, mondhatjuk, hogy ezek a körülmények között jóval gyengébb teljesítményt nyújt.
A működési költségek tekintetében az optikai szálalapú lézerrendszerek igazán kiemelkednek. A szilárdtest pumpadiódák több mint 100 ezer órán át működnek hibamentesen, egyáltalán nem szükséges cseréjük. Nincs gond a gázellátás kifogyásával, kristályok cserélgetésével, vagy a frekvencia-kettőzéshez szükséges optikai elemekkel, amelyek mindig karbantartást igényelnek. A karbantartás gyakorlatilag csupán a rendszeres optika tisztításra korlátozódik, így az éves szervizköltségek körülbelül 70 százalékkal alacsonyabbak, mint amit a vállalkozások UV- vagy CO2-lézereknél költenek. Ezek a rendszerek nem fogyasztanak feleslegesen energiát sem, általában kevesebb mint 2 kilowatt elektromos teljesítményt igényelnek. Nagy volumenű fémmegjelölési munkát végző vállalkozások számára mindezek a tényezők együttesen a legolcsóbb hosszú távú beruházást és kiválóan megbízható üzemeltetési időt eredményeznek meghibásodások között.
A UV lézerrendszerekhez kapcsolódó élettartam alatti költségek általában jelentősen magasabbak, mint az alternatíváké. A rendszerekben használt harmadik harmonikus generáló kristályok gyorsan elkopnak fémek feldolgozása során, és gyakran 8–12 hónap után ki kell cserélni őket, egy-egy új kristály ára pedig körülbelül 3500 dollár, plusz-mínusz néhány száz. Emellett problémát jelentenek a precíziós hűtőrendszerek is, amelyek nemcsak 30–40 százalékkal több energiát fogyasztanak, hanem további meghibásodási pontokat is jelentenek. Ha figyelembe vesszük, hogy a UV lézerek általában 50–70 százalékkal drágábbak kezdetben más lehetőségekhez képest, világossá válik, miért nehezen látják sok vállalkozás a befektetésük megtérülését. A tényleges ipari adatokat vizsgálva a legtöbb gyártó azt tapasztalja, hogy az UV lézeres anyagjelölő berendezések kb. 35 százalékkal alacsonyabb megtérülést biztosítanak öt év alatt, ha rozsdamentes acéllal vagy titánnal dolgoznak, mint a szálas lézerek. Ez a különbség elsősorban a folyamatos karbantartási költségekből, a váratlan leállásokból és az idővel felhalmozódó energiaellátási terhekből adódik.
A szálas lézeres jelölés 1064 nm-es infravörös hullámhosszal működik, amelyet a vezetőképes fémek elnyelnek, hőhatást okozva és oxidációt eredményezve anélkül, hogy károsítanák a fém szerkezetét.
Az UV lézeres jelölés nehézségekbe ütközik fémeken, mivel a 355 nm-es hullámhosszon magas a visszaverődés, korlátozva a fényelnyelést, és így inkonzisztens, valamint kevésbé tartós jelöléseket eredményezve a szálas lézerekhez képest.
A szálas lézerek alacsonyabb karbantartási költségeket, 100 000 órát meghaladó élettartammal rendelkező lézerdiódokat és semmilyen fogyóanyagot nem igényelnek, így költséghatékonyabb választásnak számítanak ipari fémjelölésre.
Az UV lézeres rendszerek magas kezdeti beruházási költségekkel, gyakori kristálycsere-igénnyel, növekedett hűtési igénnyel rendelkeznek, és alacsonyabb megtérülést biztosítanak a szálas lézeres rendszerekhez képest.
EN
